BADANIA PROCESU SAMONAGRZEWANIA SIĘ PALIWA

Proceedings of ECOpole
DOI: 10.2429/proc.2015.9(1)034
2015;9(1)
Mateusz MALINOWSKI1 i Katarzyna WOLNY-KOŁADKA2
BADANIA PROCESU SAMONAGRZEWANIA SIĘ PALIWA
ALTERNATYWNEGO WYTWARZANEGO ZE ZMIESZANYCH
ODPADÓW KOMUNALNYCH
INVESTIGATION OF THE SELF-HEATING PROCESS OF AN ALTERNATIVE
FUEL DERIVED FROM MUNICIPAL SOLID WASTE
Abstrakt: Paliwa alternatywne (RDF) znane są jako stabilne i bezpieczne źródła energii dla przemysłu
cementowego i energetycznego zarówno pod względem mikrobiologicznym, jak i sanitarnym. Pomimo to
w literaturze opisano wiele przypadków samozapłonu paliw alternatywnych w czasie ich magazynowania.
Przeprowadzone badania wstępne wykazały, że przy zastosowaniu sita o średnicy oczka 80 mm do paliwa
alternatywnego wytwarzanego ze zmieszanych odpadów komunalnych przedostają się odpady ulegające
biodegradacji, w tym: papier, odpady organiczne, drewno itp. Udział tych odpadów w paliwie zawiera się
w przedziale 11-29%. Znaczący udział odpadów ulegających biodegradacji w paliwie oraz mikroorganizmy, które
je zasiedlają, są główną przyczyną samonagrzewania się tego źródła energii. Podstawowym celem badań była
analiza procesu samonagrzewania się magazynowanego w pryzmie paliwa alternatywnego od momentu jego
wytworzenia aż do czasu ustabilizowania się temperatury. Analizy przeprowadzono w instalacji
mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów komunalnych w Krakowie w okresie od września 2013 do
sierpnia 2014 roku. W celu określenia zmian temperatury w czasie wykorzystano technikę termograficzną, a także
system pomiarowy firmy APAR, składający się z 3 czujników temperatury PT100, umieszczonych na różnej
głębokości pryzmy. Ponadto przeanalizowano zmiany zawartości tlenu wewnątrz pryzmy oraz wstępnie oceniono
różnorodność mikroorganizmów zasiedlających paliwo. Badania wykazały, iż rozkład temperatury wewnątrz
pryzmy magazynowanego paliwa nie jest jednakowy. Maksymalna osiągnięta temperatura wynosiła 76ºC.
W pryzmie stwierdzono obecność grzybów pleśniowych, promieniowców oraz bakterii wegetatywnych
i spoczynkowych. Wyizolowano także drobnoustroje chorobotwórcze (Staphylococcus aureus, Escherichia coli,
Salmonella spp., Enterococcus faecalis i Clostridium perfringens), stanowiące zagrożenie dla zdrowia osób
pracujących przy instalacji do wytwarzania paliwa alternatywnego.
Słowa kluczowe: odpady komunalne, paliwo alternatywne (RDF), mikroorganizmy
Wprowadzenie
Paliwo alternatywne wytwarzane jest najczęściej ze zmieszanych odpadów
komunalnych w instalacjach mechaniczno-biologicznego przetwarzania w procesie
sortowania [1, 2] lub biologicznego suszenia [3, 4]. Ponadto do produkcji paliwa
wykorzystuje się uciążliwe dla środowiska odpady, np. osady ściekowe, zużyte opony,
odpady zwierzęce, biomasę pochodzenia rolniczego, trociny, wióry i inne substancje [5-9].
Paliwo dla cementowni wytwarzane ze zmieszanych stałych odpadów komunalnych
powinno charakteryzować się odpowiednimi standardami jakościowymi w celu
zapewnienia właściwego poziomu ochrony środowiska [10] oraz bezpieczeństwa ludzi
pracujących w strefie bezpośredniego kontaktu z paliwem. Na jakość paliwa wpływa
1
Zakład Infrastruktury Technicznej i Ekoenergetyki, Instytut Inżynierii Rolniczej i Informatyki,
Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie, ul. Balicka 116b/311, 30-149 Kraków, tel. 12 662 46 60,
email: [email protected]
2
Katedra Mikrobiologii, Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie, al. A. Mickiewicza 24/28,
30-059 Kraków
*
Praca była prezentowana podczas konferencji ECOpole’14, Jarnołtówek, 15-17.10.2014
262
Mateusz Malinowski i Katarzyna Wolny-Koładka
przede wszystkim zastosowana technologia jego wytwarzania. Paliwa generowane
w wyniku mechanicznego sortowania odpadów komunalnych z wykorzystaniem
rozdrabniaczy, separatorów, np. bębnowych, pneumatycznych i/lub magnetycznych, mogą
stanowić źródło zagrożenia o charakterze mikrobiologicznym ze względu na drobnoustroje,
które przedostały się do paliwa z surowca do ich wytwarzania - zmieszanych odpadów
komunalnych. Zróżnicowany skład gatunkowy populacji mikroorganizmów rozwijających
się w paliwie alternatywnym nie został jak dotąd wystarczająco rozpoznany, tymczasem
jest jednym z głównych powodów wzrostu temperatury w magazynowanym paliwie.
Mikroorganizmy, przetwarzając materię organiczną, wytwarzają w tym procesie ciepło.
Proces ten umożliwia przeprowadzenie np. kompostowania lub stabilizacji tlenowej,
w czasie których substancje organiczne zawarte w odpadach ulegających biodegradacji
transformowane są w substancje mineralne, a temperatura procesu samoistnie wzrasta do
poziomu 65ºC. Niestety znane są przypadki samozapłonu paliwa w czasie magazynowania
[11-13]. Hogland i Marques [14] podają, iż przypadki samozapłonu magazynowanego
w pryzmach paliwa były obserwowane nawet po 6 miesiącach od momentu jego
wytworzenia.
Celem badań było przeprowadzenie analizy zmian temperatury wewnątrz pryzmy
magazynowanego paliwa alternatywnego oraz wstępna ocena zróżnicowania
mikroorganizmów zasiedlających to paliwo. Ponadto w artykule przedstawiono wyniki
analizy składu morfologicznego paliwa alternatywnego oraz jego podstawowych
właściwości paliwowych.
Materiał i metody
Analizy wykonano w przedsiębiorstwie MIKI Recykling Sp. z o.o. w Krakowie.
Materiał do badań stanowiło paliwo alternatywne wytworzone ze zmieszanych stałych
odpadów komunalnych pochodzących z terenu Aglomeracji Krakowskiej. Paliwo było
formowane w nienapowietrzane pryzmy - graniastosłupy o prostokątnej podstawie
(6 x 10 metrów) i wysokości 3 metrów. Pomiary temperatury i właściwości paliwowych
wykonywano raz na kwartał od 15 września 2013 roku do 20 sierpnia 2014 roku. Trzy
próbki o masie 100 g do badań mikrobiologicznych pobrano w sposób jałowy z pryzmy na
głębokości 1 metra w sierpniu 2014 roku. Analizowane paliwo alternatywne generowane
jest w 100% ze zmieszanych odpadów komunalnych o granulacji ponad 80 mm
(po wcześniejszym wysortowaniu odpadów o granulacji do 80 mm, a także metali
żelaznych, szkła, PCV oraz PCB).
Pomiar zmian temperatury w pryzmie
Temperaturę paliwa mierzono 2 metodami. W pierwszej metodzie wykorzystano
3 czujniki temperatury PT100. Czujniki, zamocowane na sondach o różnej długości,
umieszczano na głębokości: 0,1, 1 oraz 2 m od zewnętrznej ściany pryzmy. Ponadto
monitorowano w pryzmie zawartość tlenu. Wyniki pomiarów zapisywane były przez 10 dni
przez system kontrolno-pomiarowy firmy APAR. Analizę powtórzono 3 razy w każdym
kwartale. Druga metoda polegała na wykorzystaniu kamery termograficznej ThermaCAM
e300 firmy FLIR i rejestrowaniu promieniowania podczerwonego przez okres 72 godzin
(pomiary wykonywano 2 razy dziennie o godzinie 7.00 i 19.00). Uzyskane termogramy
Badania procesu samonagrzewania się paliwa alternatywnego wytwarzanego ze zmieszanych odpadów … 263
przeanalizowano w programach QuickReport 1.2 oraz Reporter 2000 Pro. Termogramy
wykonywano w różnych miejscach pryzmy po odsłonięciu warstwy 1-1,5 m
magazynowanego paliwa przez spycharkę. Termogramy, na których zarejestrowano
obsypanie się paliwa, zostały wyłączone z analizy. Pomiar promieniowania podczerwonego
emitowanego przez paliwo pozwolił na określenie zmian temperatury w całym przekroju
pryzmy. Termogramy wykonywano w różnych miejscach pryzmy. Współczynnik
emisyjności paliwa ustalono na 0,95.
Analiza składu morfologicznego
Analiza składu morfologicznego paliwa alternatywnego obejmowała wydzielenie
10 grup odpadów: tworzywa sztuczne, odpady organiczne, drewno, papier i tektura, szkło,
metal, tekstylia, odpady wielomateriałowe, odpady inertne oraz frakcję poniżej 2 mm
(piasek, pyły). Przeanalizowano 60 próbek paliwa (o masie około 2 kg każda), po
15 próbek w każdym kwartale. Na podstawie składu morfologicznego określono udział
odpadów ulegających biodegradacji zgodnie z metodyką przyjętą za KPGO 2014 [15] oraz
[16]. Pozostałe badania wykonano zgodnie z następującymi normami:
1. PN-EN 15443-2011 Stałe paliwa wtórne - Metody przygotowania próbki
laboratoryjnej [17],
2. PN-EN 15400-2011 Stałe paliwa wtórne - Oznaczanie wartości opałowej [18],
3. PN-EN 15403-2011 Stałe paliwa wtórne - Oznaczanie zawartości popiołu [19],
4. PN-EN 15414-3-2011 Stałe paliwa wtórne - Oznaczanie zawartości wilgoci metodą
suszarkową - część 3: wilgoć w ogólnej próbce analitycznej [20].
Analiza mikrobiologiczna
Izolację mikroorganizmów wykonano metodą seryjnych rozcieńczeń wg Kocha,
wykorzystując szereg podłoży mikrobiologicznych. Badano wybrane grupy
drobnoustrojów: bakterie ogólne wegetatywne i spoczynkowe (agar bakteriologiczny,
BTL), grzyby pleśniowe (agar glukozowo-ziemniaczany PDA, BTL) oraz promieniowce
(agar Pochona, BTL). Analizie poddano również występowanie bakterii chorobotwórczych:
Staphylococcus spp. (agar Chapmana, BTL), Escherichia coli (agar Endo, TBX agar, BTL),
Salmonella spp. i Shigella spp. (agar SS, BTL), Enterococcus faecalis (podłoże Slanetz
Bartley, BTL), Clostridium perfringens (podłoże Wilson-Blaira, BTL).
Analiza wyników
W tabeli 1 zaprezentowano strukturę morfologiczną paliwa alternatywnego
wytwarzanego na instalacji firmy MIKI Recykling Sp. z o.o. w Krakowie w okresie od
września 2013 do sierpnia 2014 roku. Analiza post-hoc (test Tukeya) nie wykazała
istotnych różnic pomiędzy średnimi udziałami poszczególnych grup odpadów zawartych
w paliwie alternatywnym produkowanym w różnych porach roku. Pomimo iż frakcja
nadsitowa, która wydzielona jest ze zmieszanych odpadów komunalnych w ramach
separacji na sicie bębnowym (średnica ziaren ponad 80 mm), jest następnie poddawana
dodatkowej klasyfikacji powietrznej, w gotowym paliwie nadal znajdują się znaczne ilości
odpadów ulegających biodegradacji. Udział tych odpadów zawiera się w przedziale od
11 do 29% (średnia roczna: 22,8%) i jest wyższy niż w badaniach prowadzonych przed
264
Mateusz Malinowski i Katarzyna Wolny-Koładka
1 lipca 2013 roku [21], co może wynikać ze zmian, jakie nastąpiły w strukturze
zmieszanych odpadów komunalnych. W składzie grupowym odpadów po 1 lipca 2013 roku
obserwowane jest zmniejszenie się udziału odpadów opakowaniowych (szczególnie
tworzyw i szkła) oraz wzrost odsetka tekstyliów, odpadów wielomateriałowych oraz
organicznych.
Paliwo poddane analizie charakteryzowało się wilgotnością w zakresie od 19 do 44%
(średnia dla całego roku: 30,8 ±5,4%). Ciepło spalania wynosiło 22,25 ±0,6 MJ·kg–1,
zawartość popiołów: 9,6 ±3,7%, natomiast wartość opałowa kształtowała się na poziomie
14,1 ±3 MJ·kg–1. Ze względu na niską jakość uzyskanego paliwa (bardzo wysoka zawartość
wody) było ono kierowane do procesu biologicznego suszenia prowadzonego
w specjalistycznych kontenerach. Przed rozpoczęciem procesu biosuszenia paliwo
alternatywne formowano w pryzmy (w celach badawczych) i magazynowano w hali
magazynowo-produkcyjnej.
Tabela 1
Skład morfologiczny paliwa alternatywnego w różnych porach roku
Table 1
Morphological composition of an alternative fuel manufactured in the seasons
Lp.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Grupa morfologiczna
odpadów / Waste group
Tworzywa sztuczne / Plastics
Odpady organiczne / Organic
waste
Drewno / Wood
Papier / Paper
Tekstylia / Textiles
Szkło / Glass
Metal / Metal
Odpady wielomateriałowe /
Composite waste
Odpady inertne i inne / Inert
waste
Frakcja poniżej 2 mm /
Undersize fraction
Jesień /
Autumn
±SD*
[%]
64,0 ±4,2
Zima /
Winter
±SD*
[%]
65,0 ±4,3
Wiosna /
Spring
±SD*
[%]
62,8 ±2,6
Lato /
Summer
±SD*
[%]
65,6 ±5,1
4,0 ±0,9
3,7 ±1,2
3,8 ±1,5
3,6 ±1,0
4,0 ±1,2
12,6 ±2,9
4,2 ±0,9
0,5 ±0,3
0,6 ±0,8
3,1 ±0,5
12,1 ±1,8
4,4 ±1,6
0,3 ±0,2
0,5 ±0,6
3,1 ±1,4
12,5 ±2,1
4,7 ±2,0
0,2 ±0,1
0,3 ±0,3
3,9 ±0,7
11,3 ±2,7
2,9 ±1,6
0,2 ±0,1
0,3 ±0,2
3,5 ±0,8
3,2 ±1,2
3,1 ±0,9
3,5 ±0,9
1,4 ±1,0
1,5 ±1,5
2,8 ±1,8
2,2 ±2,3
5,3 ±2,0
6,3 ±3,5
6,8 ±4,0
6,6 ±2,8
*SD - odchylenie standardowe
Temperatura paliwa w chwili jego wygenerowania (po rozdrobnieniu końcowym)
wynosiła średnio 24 ±2,5ºC. Najwyższą temperaturę paliwa (tuż po wygenerowaniu)
zaobserwowano w kwartale letnim (31ºC). W wyniku pomiarów stwierdzono brak
znaczącego przyrostu temperatury paliwa na głębokości 0,1 m od ściany pryzmy. Średnia
temperatura paliwa na tej głębokości zawierała się w zakresie 24-32ºC (brak istotnych
różnic pomiędzy średnimi temperaturami w kwartałach). Samonagrzewanie się paliwa
w pryzmie na głębokości 1 i 2 m przebiegało podobnie w każdym z kwartałów (rys. 1a
i 1b). W kwartałach wiosennym i letnim pryzma magazynowanego paliwa po
19-24 godzinach osiągała temperaturę 65ºC. Osiągnięcie takiej temperatury w procesie
samonagrzewania powinno zagwarantować dezaktywację większości drobnoustrojów,
Badania procesu samonagrzewania się paliwa alternatywnego wytwarzanego ze zmieszanych odpadów … 265
w tym mikroorganizmów chorobotwórczych [22]. W kwartałach jesiennym i zimowym
temperatura 65ºC osiągana była w czasie od 27 do 40 godzin. Maksymalna zaobserwowana
temperatura procesu samonagrzewania się paliwa wynosiła 76ºC i dla analizowanego czasu
trwania procesu była porównywalna z wynikami badań Hoglanda i Marquesa [14]. Proces
samonagrzewania się paliwa do momentu uzyskania temperatury 65ºC zachodził
w podobnym tempie jak w przypadku osadów ściekowych [23] (około 24 godziny) oraz
znacznie szybciej niż w przypadku zmieszanych odpadów komunalnych umieszczonych
w specjalnych kontenerach (ponad 40 godzin) [24, 25]. Udział tlenu w powietrzu
wypełniającym wolne przestrzenie w paliwie zmniejszył się w ciągu 18-20 godzin do
poziomu 11%. Zawartość tlenu na poziomie 10-11% utrzymywała się przez cały czas
magazynowania paliwa. W kwartale letnim zawartość tlenu w jednym z cykli zmniejszyła
się do 6%.
a)
b)
Rys. 1. Zmiany temperatury w pryzmie paliwa alternatywnego w czasie magazynowania: a) na głębokości 1 m,
b) na głębokości 2 m
Fig. 1. Changes of alternative fuel temperature during storage: a) the depth of 1 m, b) the depth of 2 m
Pomiar samonagrzewania się paliwa z wykorzystaniem kamery termograficznej
wykazał zróżnicowany rozkład temperatury w pryzmie paliwa (rys. 2 i 3). Wysoka
temperatura (ponad 50ºC) w pryzmie była obserwowana na każdym z wykonanych
termogramów. Temperatura powierzchni pryzmy wynosiła od 8 do 24ºC (średnia 18,4ºC)
i zmieniała się w zależności od pory roku i temperatury zewnętrznej. Na głębokości do
około 0,5 m temperatura wzrastała do około 60ºC i następnie do głębokości około
1-1,5 m utrzymywała się w zakresie 55-70ºC. W pryzmie na głębokości ponad 1 m wartość
temperatury zawierała się w przedziale 40-60ºC, co pokazano na rysunkach 2 i 3.
We wszystkich pomiarach termograficznych najcieplejszym miejscem pryzmy był obszar
na głębokości 0,5-1 metra. Wysoka temperatura była również obserwowana na
głębokościach ponad 1 m. Obszary o wysokiej temperaturze (ponad 50ºC) tworzyły na
termogramie ciepłe plamy. Niezbędne jest wykonanie szczegółowych badań w kierunku
określenia przyczyny występowania tych cieplejszych obszarów.
W wyniku wstępnej izolacji wybranych grup drobnoustrojów stwierdzono w paliwie
alternatywnym obecność bakterii wegetatywnych i spoczynkowych, grzybów pleśniowych
oraz promieniowców, które uczestniczą w rozkładzie materii organicznej zawartej
w odpadach. Wykryto także mikroorganizmy chorobotwórcze, tj.: Staphylococcus aureus,
Escherichia coli, Salmonella spp., Enterococcus faecalis i Clostridium perfringens.
266
Mateusz Malinowski i Katarzyna Wolny-Koładka
Rys. 2. Termogram przekroju poprzecznego pryzmy paliwa alternatywnego
Fig. 2. Thermal image of an alternative fuel (prism cross-section)
Rys. 3. Średnia temperatura wewnątrz pryzmy paliwa alternatywnego
Fig. 3. Average temperature inside the prism of alternative fuel
Wnioski
Udział odpadów ulegających biodegradacji na poziomie 22,8% oraz wysoka
różnorodność drobnoustrojów zasiedlających paliwo alternatywne niewątpliwie przyczynia
się do samonagrzewania magazynowanego paliwa. Maksymalna zanotowana temperatura
wewnątrz pryzmy paliwa wynosiła 76ºC. Najwyższe temperatury paliwa alternatywnego
odnotowywano na głębokości od 0,5 do 1 m od ściany pryzmy.
Zarówno surowce służące do produkcji paliwa alternatywnego, jak i samo paliwo nie
powinny stanowić zagrożenia mikrobiologicznego dla osób pracujących przy przetwarzaniu
tych odpadów. Stąd niezwykle interesujące z poznawczego punktu widzenia jest
szczegółowe określenie liczebności i składu gatunkowego drobnoustrojów zasiedlających
paliwo z odpadów. Drobnoustroje mogą wpływać na właściwości paliwa alternatywnego,
ale również stanowić zagrożenie dla osób uczestniczących w jego produkcji.
Badania procesu samonagrzewania się paliwa alternatywnego wytwarzanego ze zmieszanych odpadów … 267
Podziękowania
Praca została sfinansowana ze środków BM 4626. Dziękujemy właścicielom firmy
MIKI Recykling Sp. z o.o. w Krakowie za nieodpłatne przekazanie materiału badawczego.
Literatura
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
Skutan S, Brunner H. Metals in RDF and other high calorific value fractions from mechanical treatment of
MSW: Analysis and sampling errors. Waste Manage Res. 2012;30.7:645-655. DOI:
10.1177/0734242X12442740.
Malinowski M. Selected properties of an alternative fuel manufactured from municipal solid waste.
Infrastruct Ecol Rural Areas. 2013;2013/4/2:125-139. http://www.infraeco.pl/pl/art/a_17260.htm?plik=1520.
Ragazzi M, Rada EC. RDF/SRF evolution and MSW bio-drying. WIT Trans Ecol Environ.
2012;163:199-208. DOI: 10.2495/WM120191.
Dębicka M, Żygadło M, Latosińska J. Investigations of bio-drying process of municipal solid waste. Ecol
Chem Eng A. 2013;20(12):1461-1470. DOI: 10.2428/ecea.2013.20(12)132.
Celińska A, Marek E. Potencjał paliw odpadowych do wykorzystania w kompleksach agrotechnicznych.
Paliwa z Odpadów. 2009;7:11-22.
Karcz H, Kantorek M, Głąbik R, Grabowicz M, Szczepaniak S. Energetyczny recykling odpadów
zwierzęcych. Cz. 2. Proces termicznej utylizacji mączki w prototypowej instalacji doświadczalnej. Paliwa
z Odpadów. 2009;7:285-294.
Oleniacz R. Assessment of the impact of using alternative fuels in the cement klin on the emissions of
selected substances into the air. Waste Energy Environ. 2011;1:37-49.
Wzorek M. Wpływ dodatku lepiszczy na właściwości paliwa z osadów ściekowych i mułu węglowego.
Paliwa z Odpadów 2009;7:45-52.
Ariyaratne WKH, Melaaen MC, Tokheim LA. Determination of biomass fraction for partly renewable solid
fuels. Energy. 2014;70.1:465-472. DOI: 10.1016/j.energy.2014.04.017.
Mokrzycki E, Uliasz-Bocheńczyk A, Sarna M. Use of alternative fuels in the Polish cement industry. Appl
Energy. 2003;74:101-111. DOI: 10.1016/S0306-2619(02)00136-8.
Yasuhara A, Amano Y, Shibamoto T. Investigation of the self-heating and spontaneous ignition
of refuse-derived fuel (RDF) during storage. Waste Manage. 2010;30:1161-1164. DOI:
10.1016/j.wasman.2009.11.003.
Yasuhara A. Chemical consideration on spontaneous incineration accidents of refuse-derived fuels and
exothermic reaction mechanism. J Japan Soc Safety Eng. 2006;45:117-124.
Gao L, Hirano T. Process of accidental explosions at a refuse derived fuel storage. J Loss Prev Process Ind.
2006;19:288-291. DOI: 10.1016/j.jlp.2005.05.016.
Hogland W, Marques M. Physical, biological and chemical processes during storage
and spontaneous combustion of waste fuel. Resources Conserv Recycling. 2003;40:53-69. DOI:
10.1016/S0921-3449(03)00025-9.
KPGO 2014. Krajowy Plan Gospodarki Odpadami na lata 2010-2014. MP Nr 101, poz. 1183.
Jędrczak A. Skład sitowy i morfologiczny odpadów komunalnych na terenie powiatu zgorzeleckiego. Raport
końcowy. Zielona Góra: Instytut Inżynierii Środowiska UZ; 2011.
PN-EN 15443-2011 Stałe paliwa wtórne - Metody przygotowania próbki laboratoryjnej.
PN-EN 15400-2011 Stałe paliwa wtórne - Oznaczanie wartości opałowej.
PN-EN 15403-2011 Stałe paliwa wtórne - Oznaczanie zawartości popiołu.
PN-EN 15414-3-2011 Stałe paliwa wtórne - Oznaczanie zawartości wilgoci metodą suszarkową. Część 3:
Wilgoć w ogólnej próbce analitycznej.
Malinowski M, Sikora J. Wpływ zawartości odpadów ulegających biodegradacji na właściwości paliwa
alternatywnego z odpadów. Proc ECOpole. 2014;8(1):223-230. DOI: 10.2429/proc.2014.8(1)029.
Jędrczak A, Haziak K. Określenie wymagań dla kompostowania i innych metod biologicznego
przetwarzania odpadów. Zielona Góra; 2005.
Winkler MKH, Bennenbroek MH, Horstink FH, van Loosdrecht MCM, van de Pol GJ. The biodrying
concept: An innovative technology creating energy from sewage sludge. Bioresour Technol.
2013;147:124-129. DOI: 10.1016/j.biortech.2013.07.138.
Sugni M, Calcaterra E, Adani F. Biostabilization-biodrying of municipal solid waste by inverting air-flow.
Bioresour Technol. 2005;96:1331-1337. DOI: 10.1016/j.biortech.2004.11.016.
268
Mateusz Malinowski i Katarzyna Wolny-Koładka
[25] Adani F, Baido D, Calcaterra E, Genevini P. The influence of biomass temperature on biostabilizationbiodrying of municipal solid waste. Bioresour Technol. 2002;83:173-179. DOI: 10.1016/S09608524(01)00231-0.
INVESTIGATION OF THE SELF-HEATING PROCESS OF AN ALTERNATIVE
FUEL DERIVED FROM MUNICIPAL SOLID WASTE
1
Institute of Agricultural Engineering and Computer Science, 2 Department of Microbiology
University of Agriculture in Krakow
Abstract: Alternative fuel (RDF) has been known as a stable and safe solid-fuel (in terms of microbiological and
sanitary) for cement and power plant. However, some spontaneous ignition incidents occurred during storage of
RDF in certain facilities. As introductory research proves, the morphological composition of an alternative fuel
manufactured from mixed municipal solid waste reveals such bio-degradable components as paper, organics,
wood, etc. The share of those components in an alternative fuel (examined with the use of an 80 millimeter sifter)
is in the range 11-29%. A significant share of biodegradable waste in the fuel and the high variety of
microorganisms that colonize them are a major cause of self-heating is this energy source. The main aim of the
study was to analyze the self-heating process in heap of alternative fuel since its manufacture until the temperature
stabilizes. Analyses were carried out in the installation of mechanical - biological treatment of municipal solid
waste in Krakow in the period from September 2013 to August 2014. To determine temperature changes during
process, the thermographic technique was used, and the APAR measurement system consisting of three PT100
temperature sensors (placed at different depths of heap). The oxygen content inside the heap and the variety of
microorganisms inhabiting RDF was analyzed too. Research has shown that the temperature distribution inside
heap of stored fuel is not uniform. The presence of mold fungi, actinomycetes, as well as vegetative and
spore-forming bacterial cells were found in the heap. Pathogenic microorganisms (Staphylococcus aureus,
Escherichia coli, Salmonella spp., Enterococcus faecalis and Clostridium perfringens), which pose threat to the
health of people working with the installation for the production of alternative fuel, were also isolated.
Keywords: municipal solid waste, alternative fuel (RDF), microorganisms